電梯是當(dāng)前高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運輸工具,隨著計算機及微電子技術(shù)的快速發(fā)展,電梯控制技術(shù)發(fā)生了巨大變化,其中PLC控制系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制以及電梯采用了對電動機實現(xiàn)線性調(diào)速的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù),能達到電梯安全平穩(wěn)運行。
隨著人們生活水平的提高及高層建筑的普及,電梯是當(dāng)前高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具,電梯是集機電一體的復(fù)雜系統(tǒng),涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域多種領(lǐng)域?qū)I(yè)與一體的綜合技術(shù)。隨著社會的發(fā)展及對安全的重視,在設(shè)計電梯的時候,應(yīng)具有高度的安全性。這樣就對建筑內(nèi)的電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。當(dāng)前由可編程序控制器(PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)具有可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短,對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。電梯的控制是相對比較復(fù)雜的,PLC可編程控制器把機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi),把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起,使得電梯過程控制更平穩(wěn)、可靠,抗干擾性能增強,電梯運行更加可靠,并具有很大的靈活性,可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù),己成為電梯控制的發(fā)展方向。
電梯自動控制系統(tǒng)特點
從電梯結(jié)構(gòu)分析電梯由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。電梯機械部分主要由轎廂、牽引系統(tǒng)、導(dǎo)軌門系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置等部分組成;而電氣控制部分由電力控制系統(tǒng)、運行邏輯功能控制系統(tǒng)組成。轎箱是用來運送乘客或貨物的電梯組件,由轎箱架和轎箱體組成。對中裝置位于井道內(nèi),通過拽引繩井拽引輪與轎箱連接。其中裝有控制板,乘客通過控制板的相應(yīng)按鈕把需要到達的層次信號傳輸給控制系統(tǒng),也可直接控制開關(guān)門。在電梯運行過程中,對中裝置通過對重導(dǎo)靴在對中到柜上滑行,起到平衡作用。
牽引部分包括安裝在轎廂頂部的牽引鋼纜、滑輪組、機房內(nèi)的電機和鋼纜絞輪以及加在牽引鋼纜另一端的配重。當(dāng)電機帶動鋼纜絞輪轉(zhuǎn)動時,通過摩擦使鋼纜運動牽引電梯升降。為了安全,電梯由一組鋼纜牽引,每根鋼纜都能單獨承受所牽引的重量。牽引動力的傳遞一般分為減速器式和無減速器式兩種。前者通過渦輪渦桿減速器把電機主軸的轉(zhuǎn)動傳遞給鋼纜絞輪;后者把鋼纜絞輪直接安裝在電機主軸上,通過改變流過電機電流的大小來控制轉(zhuǎn)速。為使轎廂和配重在垂直運動過程中不發(fā)生橫向運動,分別設(shè)置轎廂導(dǎo)軌和配重導(dǎo)軌。
常用的自動電梯采用集選控制方式,控制系統(tǒng)由轎廂內(nèi)控制板、候梯門控制板、層次控制存儲器和升降控制柜組成??刂瓢宓淖饔檬莻鬟f乘客指令信號。層次控制存儲器把轎廂內(nèi)和候梯門外乘客的指令存儲起來,并按高層優(yōu)先等規(guī)則編排??繉哟纬绦?,發(fā)出升、降、停指令。升降控制柜根據(jù)升、降、停指令控制電機的加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停機。大型高層建筑中的多臺電梯常采用自動群控操縱方式,由3~8臺電梯組成一群控系統(tǒng),根據(jù)轎廂內(nèi)乘客人數(shù)、轎廂內(nèi)外的指令、呼梯信號和轎廂所在位置等條件自動調(diào)度電梯運行。
電梯性能指標(biāo)及控制要求
2.1.電梯的主要性能指標(biāo)
電梯作為建筑物的垂直交通工具,其性能好壞直接影響到人們的生產(chǎn)生活,越來越引起人們的關(guān)注。電梯的可靠性直接或間接地影響著人們生產(chǎn)、生活,對電梯性能的要求,一般有安全性、可靠性、舒適感和快速性停站準確性、振動、噪聲及電磁干擾、節(jié)能和裝潢等幾項。電梯是運送乘客的,即使載貨電梯通常也有人伴隨,對電梯的第一要求便是安全,電梯的安全與設(shè)計、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系。電梯的故障主要表現(xiàn)在電力拖動控制系統(tǒng)中,電梯的拖動應(yīng)盡量采用鼠籠型異步電動機。超速保護裝置主要由限速器和安全鉗組成,轎廂的安全鉗、限速器動作速度應(yīng)不低于轎廂額定速度的115%。若中途停電或電氣系統(tǒng)故障不能正常運行時,應(yīng)有轎廂慢速移動措施。乘客舒適感與電梯速度無關(guān),而與加速度和減速度有關(guān),所以考慮生理系數(shù)ρ=da/dt的影響,電梯行業(yè)一般ρ<1.3米/秒3,比較符合人體的要求。
2.2. 電梯的控制要求
電梯的控制系統(tǒng)采用集中控制方式,主要包括信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩大部分。圖1為電梯PLC電梯控制系統(tǒng)框圖,主要硬件包括PLC主機及擴展、轎廂操縱盤、呼梯盤、安全裝置、顯示裝置、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等??刂葡到y(tǒng)的核心為可編程控制器(PLC),操縱盤、呼梯盒、位置、安全保護及變頻器工作狀態(tài)等信號輸入PLC,經(jīng)PLC運算處理后由輸出接口分別向顯示電路發(fā)出呼梯、定向等顯示信號,通過變頻器向主拖動電動機發(fā)出控制信號。
電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能及邏輯要求,每層電梯入口設(shè)有上下請求開關(guān),電梯內(nèi)設(shè)有乘客到達層次的??空菊埱箝_關(guān)。其邏輯控制功能主要包括以下幾個方面:①指示裝置應(yīng)顯示電梯所在位置指示裝置及電梯運行模式(上升或下降);②行車方向由內(nèi)選信號決定,順向優(yōu)先執(zhí)行,行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車;③電梯到達有??空镜恼埱蟮臉菍雍?,經(jīng)過一定延時后電梯門打開,開門指示燈亮,開門四秒后,電梯門關(guān)閉(開門指示燈滅),電梯繼續(xù)運行,無內(nèi)選時延時5s自動關(guān)門,但不能自動行車,直到執(zhí)行完組后一個請求信號后??吭诋?dāng)前層;④能記憶電梯所有的內(nèi)外的請求信號,并按照電梯的運行規(guī)則次序響應(yīng),每個請求信號保留至執(zhí)行后消除。
電梯的電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制,提高了電梯控制系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性、工作的可靠性,操作與維護也很方便,可實現(xiàn)電梯速度、位移的閉環(huán)控制,增加了電梯運行的安全性。